[发明专利]一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法

说明书

本发明公开了一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，包括以下步骤：步骤1：由车道划分确定交叉口相位方案的可行解空间；步骤2：计算可行解空间中每种相位方案的关键车流总流量比；步骤3：确定交叉口最佳相位方案。本发明给出的基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法能够从备选相位方案中选取最佳的相位方案，能够使得基于此最佳相位方案计算出的信号周期长度更小，而更小的信号周期可以显著减少车辆延误时间和排队长度，从而能够获得更好的信号控制效果。

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，具体为一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法。

背景技术

相位方案的合理选择是设计交叉口信号方案时所面临的首要任务，这是因为相位方案决定着后续关键车流的判断、总损失时间以及总流量比的计算，进而影响信号周期的确定以及绿信比的分配。然而，现有的技术文献多在给定的相位方案(如对称相位、NEMA相位或单独相位)下研究如何优化信号配时参数，鲜有对交叉口相位方案优选方面的研究，即如何从多个备选相位方案中选取出最佳的相位方案。

对此，本发明综合考虑车道划分和流量分布，以关键车流总流量比最小为优化目标(关键车流总流量比小意味着计算出的信号周期小，交叉口采用更小的信号周期可以显著提升运转效率，延误时间、排队长度会相应减少)，给出一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，包括以下步骤：

步骤1：由车道划分确定交叉口相位方案的可行解空间；

步骤2：计算可行解空间中每种相位方案的关键车流总流量比；

步骤3：确定交叉口最佳相位方案。

优选的，在步骤1中，当交叉口的进口道存在直左合用车道时，则该进口道及其对向进口道的相位方案可行解空间Ω＝{单独相位}；当交叉口的进口道及其对向进口道的左转车道为专用车道时，则该进口道及其对向进口道的相位方案可行解空间Ω＝{对称相位，NEMA相位，单独相位}。

优选的，步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：计算南北方向上的关键车流总流量比；

步骤2.2：计算西东方向上的关键车流总流量比。

优选的，在步骤2.1中，南北方向上的车道分布情况包括：

当交叉口南进口与北进口均存在直左合用车道时，南进口和北进口的相位方案只能为单独相位，南北方向上的关键车流总流量比计算公式如下：

其中，Y_(南-北),1表示当交叉口南进口与北进口均存在直左合用车道时交叉口南北方向上的关键车流总流量比；q_南直表示交叉口南进口可供直行车流通行的车道组总流量；q_北直表示交叉口北进口可供直行车流通行的车道组总流量；S_南直表示交叉口南进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量；S_北直表示交叉口北进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量。

当交叉口南进口或北进口存在直左合用车道时，则南进口和北进口的相位方案为单独相位，南北方向上的关键车流总流量比计算公式如下：